Значення планктону для життя на Землі

Живі істоти організовані в харчові ланцюги, в яких одні організми є їжею для інших. У морських екосистемах основою цього ланцюга є планктон, набір мікроскопічних організмів, що плавають у воді та складають основу харчування багатьох водних видів. Однак не всі люди розуміють що таке планктон або як це важливо для балансу водних екосистем.

У цій статті буде детально що таке планктон, його основні характеристики, існуючі типи планктону, його значення в екосистемах та загрози, з якими він стикається в даний час.

Планктон: визначення та характеристика

El планктон Він складається з різноманітної групи крихітних організмів, що плавають в океанах, річках, озерах і навіть у резервуарах із стоячою водою. Ці організми не мають здатності плавати проти течії води, тому їх рух залежить від потоків води. слово планктон Воно походить від грецької мови і означає «мандрівник» або «мандрівник».

Планктон має велике біологічна різноманітністьяк у морях, так і в прісній воді. Їхні розміри сильно відрізняються: від мікроскопічних організмів до видимого неозброєним оком планктону, наприклад, деяких дрібних медуз або личинок риб. Деякі види планктону можуть концентруватися в значних кількостях, особливо в холодних або глибоких водах, де ми можемо виявити до мільярди організмів на невеликій території. Незважаючи на свої мікроскопічні розміри, вони відіграють вирішальну роль у регулюванні клімату та морських екосистем.

Планктон можна знайти як у прісній, так і в солоній воді, існують наземні форми, такі як аеропланктонякі плавають в атмосфері.Завдяки своєму поширенню і характеристикам планктон є ключовим елементом глобальних екосистем.

Види планктону

Планктон поділяється на різні типи залежно від його функції в екосистемі та характері харчування. Їх можна розділити на дві великі категорії:

• Фітопланктон: Це Рослинний планктон та його діяльність аналогічна діяльності наземних рослин, оскільки харчування здійснюється за допомогою фотосинтезу. Він необхідний для виробництва кисню і знаходиться на поверхні, куди може проникати сонячне світло на глибину приблизно до 200 метрів. Складається в основному з таких видів, як ціанобактерії, діатомові водорості та динофлагелляти, він відіграє центральну роль як основний виробник в екосистемах.
• Зоопланктон: Ця група планктону складається з тваринні організми. Зоопланктон харчується фітопланктоном та іншими дрібними організмами і, у свою чергу, є їжею для багатьох дрібних риб та великих морських хижаків, таких як кити. До цієї групи входять копеподи, медузи, личинки риб, молюски та ракоподібні.
• Бактеріопланктон: До цього типу планктону відносяться бактерії, що розкладають мертву речовину. Вони життєво важливі для переробки поживних речовин у водній екосистемі та беруть участь у біогеохімічних процесах, таких як кругообіг вуглецю, азоту та фосфору.
• Віріопланктон: Хоча вони менш відомі, це водні віруси, які вражають як фітопланктон, так і зоопланктон. Його функція важлива для регуляції його популяцій та круговороту поживних речовин у вигляді виділення органічних речовин.

Планктон також можна класифікувати за розміром:

1. Ультрапланктон: Його розмір становить менше 5 мікрон і включає такі організми, як ціанобактерії.
2. Нанопланктон: У нього входять організми розміром від 5 до 60 мікрон, такі як коколітофоридні водорості та деякі дрібні діатомові водорості.
3. Мікропланктон: Включає організми від 60 мікрон до 1 міліметра. Тут ми знаходимо інші мікроводорості, веслоногих ракоподібних та дрібних личинок.
4. Мезопланктон: Розміром від 1 до 5 мм він включає личинки риб і більші організми.
5. Макропланктон: Від 5 мм до 10 см, як у деяких дрібних медуз або великих сальп.

Значення планктону у водних екосистемах

Планктон необхідний для виживання морського та наземного життя. Він виконує такі важливі функції, як:

• Виробництво кисню: Фітопланктон виробляє від 50 до 80% кисню, яким ми дихаємо, що робить його важливим основним виробником для земного життя. За допомогою фотосинтезу він перетворює вуглекислий газ на кисень, а також регулює рівень CO2 в атмосфері.
• Основа харчового ланцюга: І фітопланктон, і зоопланктон складають основу морського харчового ланцюга. Зоопланктон харчується фітопланктоном, а рибоїдні тварини, такі як дрібна риба та великі морські ссавці, залежать від останнього. Без планктону водні екосистеми швидко зруйнувалися б.
• Кліматичне регулювання: Поглинаючи велику кількість вуглекислого газу, планктон допомагає пом'якшити наслідки зміни клімату. Коли фітопланктон вмирає, частина цього вуглецю осідає на морському дні, де може затримуватися на тисячі років, допомагаючи регулювати клімат.

На додаток до цих життєво важливих функцій планктон сприяє кругообігу поживних речовин в океанах, забезпечуючи доступність вуглецю, азоту та фосфору для інших водних організмів.

Адаптація планктону для виживання

Протягом своєї еволюції планктон виробив пристосування для виживання в різних водних середовищах. Будучи організмами, які не можуть пливти проти течії, їм доводиться покладатися на інші стратегії, щоб плавати і правильно рухатися

• Збільшення площі поверхні тіла.: Багато планктонних організмів сплощені або мають структури, що збільшують площу їх поверхні, що дозволяє їм краще залишатися у зваженому стані в товщі води.
• Включення ліпідних речовин: Багато планктонних організмів мають усередині крапельки жиру, які допомагають їм плавати, оскільки маслянистий вміст легший за воду.
• Цикли вертикальної міграції: Деякі види зоопланктону, такі як копеподи, здійснюють щоденні вертикальні міграції, щоб уникнути хижаків протягом дня та використовувати поверхневі ресурси вночі.

Ці адаптації допомагають планктону залишатися у верхніх шарах, де вони отримують енергію від сонячного світла або отримують доступ до виваженої їжі.

Загрози та виклики планктону

Незважаючи на свою важливість для глобальних екосистем, планктон стикається з численними загрозами.

• Зміна клімату: Підвищення температури океану змінює розподіл і популяції багатьох видів планктону.
• закислення океану: Збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері також підвищує кислотність води.
• забруднення: Присутність мікропластику в океанах є серйозною загрозою для планктонуЗоопланктон приймає ці частинки за їжу, яка може бути токсичною і поширюватися морським харчовим ланцюгом.
• Шкідливе цвітіння водоростей: Деякі види фітопланктону, такі як динофлагелляти, можуть безконтрольно розмножуватися та утворювати токсичне цвітіння водоростей, відоме як червоні припливи, що призводить до загибелі риб та інших водних організмів.

Економічний та біотехнологічний вплив планктону

Планктон не тільки біологічно впливає, але також є цінним ресурсом для економіки та біотехнологічних досліджень. В аквакультурі планктон необхідний для годування дрібної риби, а біомедицини він використовується для виробництва натуральних пігментів і лікувальних сполук. У той же час вирощування планктону, такого як спіруліна Він також набув популярності як суперпродукт завдяки своєму багатому мінералами та білками поживному складу.

Як бачимо, планктон хоч і невеликий, але дуже впливає Землю. Крім того, що вони є рушійною силою водних екосистем, їх збереження є життєво важливим для боротьби зі зміною клімату, збереження біорізноманіття та гарантії доступності найважливіших ресурсів для людства.

Будьте першим, щоб коментувати

Що таке планктон і як він виглядає

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Портал у світ планктону

Якщо ви любите море і його мешканців, то як щодо того, щоб пошукати апендикулярій, бочечників і лопатеносних гребінців на фотографіях морської води? Як це зробити з користю для науки, розповість Владислав Цой.

Привіт! Мене звуть Влад Цой – я працюю у проекті «Люди науки».Ми з колегами розвиваємо в Росії наукове волонтерство і розповідаємо, як будь-яка людина, яка навіть не має спеціальних навичок, може допомогти в реальних наукових дослідженнях.

Багато наукових волонтерів проводять дозвілля на порталі Zooniverse. На ньому зібрано десятки проектів цивільної науки за різними напрямками. Наприклад, моя колега Маша Осетрова нещодавно розповіла, як стежить за життям шимпанзе в Chimp&See, а я про будівництво маршрутів для марсоходів в AI4Mars.

Іноді автори сайту Zooniverse роблять добірку проектів, яким з різних причин (найчастіше через стислий термін) особливо потрібна допомога добровольців. Нещодавно в цей список потрапив Plankton Portal. Його запустили Університет Майамі та Університет штату Орегон у співпраці з кількома науковими та природоохоронними організаціями. Як можна здогадатися за назвою проекту, ми будемо досліджувати океанічний планктон.

Що таке планктон і чому він важливий

Планктон – не назва виду, типу чи сімейства живих істот. Це ціла група організмів як рослинного (фітопланктон), так і тваринного походження (зоопланктон): від якихось діатомових водоростей до ракоподібних і риб'ячих ікринок. Важлива ознака, яка їх усіх поєднує, — спосіб пересування. Планктон не вміє плавати самостійно - він дрейфує за течією.

Чому планктон такий важливий? По-перше, ці організми стають їжею для багатьох тварин, що населяють водоймища. Тобто стоять на підставі великої кількості харчових ланцюжків. По-друге, планктон поглинає вуглекислий газ з атмосфери, що дуже важливо для вуглецевого циклу. А фітопланктон ще й виділяє величезні обсяги кисню – не менше половини газу на планеті. По-третє, ці істоти є своєрідним індикатором здоров'я водного біома.Отже, знання умов і ареалів проживання планктону в різних шарах гідросфери допоможе вченим краще стежити за станом океану.

Щоб проводити подібні наукові спостереження, автори проекту Plankton Portal використовують технологію ISIIS.

Як працює ISIIS

Система візуалізації іхтіопланктону in situ (The In Situ Ichthyoplankton Imaging System) або ISIIS складається із з'єднаних між собою камер, які вбудовані в підводний апарат з безліччю спеціальних датчиків. Ці датчики дозволяють вченим отримувати дані про глибину, температуру та хімічний склад води там, де працює ISIIS. Тобто система не тільки робить знімки різних організмів, а й записує інформацію про їхнє безпосереднє оточення. Далі всі фотографії надсилаються на жорсткий диск і завантажуються до бази даних.

Як це часто буває, дослідники не можуть обробити всі знімки вручну, тому звертаються за допомогою до волонтерів.

Чим зайнятися у Plankton Portal

Проект Plankton World присвячений організмам тваринного походження, а чи не рослинного. Вчені пояснюють це тим, що їхні камери налаштовані на пошук щодо великих об'єктів — а зоопланктон, як правило, більший за фітопланктон.

Сам процес максимально простий: волонтер отримує зображення, зроблене за допомогою ISIIS, і відзначає на ньому зоопланктон. Запам'ятовувати, як виглядають різні істоти, не потрібно: з вами завжди є визначник, він field guide. Він підкаже, як відрізнити апендикулярій від діжок, а крилоногих молюсків від лопатеносних гребенів. Просто не забувайте звірятись, якщо бачите, незнайомий планктер — окремий планктонний організм.

Не хвилюйтеся, якщо не впевнені у своїй класифікації.Автори проекту запевняють, що кожне зображення побачить багато людей. Результати спільної роботи будуть об'єднані та проаналізовані науковою групою. Отже, кілька помилок навряд чи сильно вплинуть на точність.

Коли я тільки-но зареєструвався в проекті, то думав, що мені покажуть яскраві макрофотографії якихось медуз або ракоподібних. На кшталт цього представника каляноїдних копепод, який красується у статті з описом Plankton World:

Але типовий знімок, який отримує волонтер, виглядає інакше — ось так:

Так, як аркуш переробленого паперу середньої якості. Спершу я відчув себе обдуреним. Неначе клюнув на гарну фотографію товару в інтернеті, а отримав її жалюгідну пародію. Але потім придивився до фотографії і помітив на ній щось цікаве:

Польовий гайд підказав мені, що це представник копепод — веслоногих ракоподібних. Тобто синій красень із макрофотографії та моя темна «ляпка» — родичі.

Через пару-трійку проаналізованих знімків я втягнувся у процес. Пошук планктерів нагадав мені детективні відеоігри-квести. Вони теж треба було розглядати картинки і шукати ними всякі об'єкти. І одноманітність ігрового процесу завжди компенсувалася радістю від знаходження потрібної детальки — як ключ від закритих дверей або докази злочину.

Поки я про це думав, зустрівся ще один зоопланктер. Зважаючи на все, це маленький якийсь крихітної рибки. Якщо його не з'їдять, то колись він виросте і зможе самостійно плавати морями та океанами.

Рибки, до речі, зустрічалися мені досить часто. І деякі, мабуть, були великі для планктону. На жаль, якось виміряти мальків або визначити їхню здатність самостійно плавати я не зміг. Але посудіть самі:

У базі даних Plankton Portal є і молюски, і креветки та інші організми. Але мені переважно траплялися копеподи та риби. Заради цікавості я заглянув у фотоколекції інших волонтерів — кожен зареєстрований на Zooniverse користувач може зберігати зображення, відео та звуки, що сподобалися. І там мені зустрілися справді цікаві кадри. Ось мій особистий лідер:

Один з волонтерів Plankton Portal знайшов відразу трьох планктерів: двох бочоночників, що синхронно дрейфують (у правому нижньому кутку) і маленьку медузу (зверху в центрі), схожу на келих.

А ось ще одна хороша фотографія:

На знімку явно видно велику (за мірками планктону, зрозуміло) креветку. Волонтерові, який помітив її, дуже пощастило: за два вечори у Plankton Portal я не зустрів жодної.

Plankton World існує близько восьми років. Робота волонтерів допомогла вченим краще зрозуміти, як розподіляється планктон у міру віддалення від берега, і дізнатися про особливості поведінки окремих організмів. Наприклад, тут автори проекту розповідають про будову та звички лептоцефалів. Однак варто зазначити, що в цілому вчені не дуже часто розповідають про свої досягнення та нові дослідження.

Проте зараз у проекті беруть участь понад півтори тисячі волонтерів. Завдяки зусиллям щодня база Plankton Portal поповнюється на кілька сотень класифікацій.

Що їх усіх мотивує? Мабуть, найкращу відповідь дав один із засновників Plankton Portal - Адам Грір (Adam Greer) біоокеанограф з Університету Майамі Адам Грір: «Кожного разу, коли я переглядаю ці зображення, у мене завжди виникає відчуття, що я можу побачити те, чого ніколи не бачила жодна людина.Я намагаюся прищепити це почуття здивування та надії на відкриття всім, хто працює з цими знімками. Тому що коли ви бачите щось цікаве — наприклад, кілька копепод — ви, мабуть, перша людина, яка бачить цей вид у його природному середовищі».

Так що якщо ви прагнете відкриттів і маєте любов до мешканців океану, то обов'язково беріть участь у «Plankton Portal»!

Автор: Владислав Цой